JP4425538B2 - 樹脂封止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の樹脂封止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置用の従来の樹脂封止装置は、例えば図３(a)に示すように、複数個の半導体チップをボンディングした１又は２以上のリードフレームを、その半導体チップ部分がキャビティ内に位置するように上金型３と下金型４内にセットすると共に、下金型４側に設けられた円筒形のポット（プランジャ受け）２にガイドされる円柱形のプランジャ５の頭頂に加熱溶融した樹脂タブレットを投入してから、そのプランジャ５を圧入することにより、上金型３のカル凹部３０１からランナやゲートを通して樹脂６を各キャビティ内の半導体チップの周囲に充填させ、冷却後に図３(b)に示すように上金型３を下金型４から分離して、リードフレームを含んで内部に半導体チップが樹脂封止された一括樹脂封止体７を得ていた。この一括樹脂封止体７は後にリードフレームの部分で裁断されて個々の半導体装置となる。
【０００３】
この樹脂封止装置のプランジャ５とポット２との隙間Ａは、図４に示すように、プランジャ５のスムースな進退動作を図るめに、５μｍ〜６μｍに設定されていた。
【０００４】
以上のようにプランジャにより樹脂圧入する樹脂封止装置は、例えば特許文献１に記載がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１１４２９３号。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の樹脂封止装置では、１回目の樹脂封止動作によってプランジャ５とポット２の隙間Ａに樹脂が詰まり、この状態でプランジャ５はプレス動作を行うが、この隙間Ａに生じる樹脂バリは極薄く金型やプランジャ５に張り付き易く、事後にクリーナ等による除去作業での除去が難しい。そこで、プランジャ側面に樹脂止め溝を設けることが行われる場合（例えば、特許文献１の図３参照）があるが、この樹脂止め溝より先端側の側面にはやはり樹脂バリが詰まる。
【０００７】
以上から、２度目以降の樹脂封止動作では、プランジャ５が後退してから前進するときに、その樹脂バリがプランジャ５の先端角部によってポット２から掻き出され、溶融樹脂内に樹脂屑として混入して樹脂封止が行われることがある。
【０００８】
この結果、樹脂屑を巻き込んで樹脂封止された半導体装置が製造されることになり、後のバリ取り工程において、巻き込んだ樹脂屑を界面として半導体装置の樹脂が割れることがある。これはバリ取り工程に高圧力を使用する製品には生じ易い。
【０００９】
また、この樹脂屑は完全には溶融しないので、リードフレームと半導体チップとの間を接続している金線を圧迫して断線させる故障を発生させる恐れもある。
【００１０】
また、樹脂バリはそれが剥がれると次の樹脂封止時に再度生じ、これが繰り返されるので、ポット２との間に生じる摩擦抵抗が大きくなり、プランジャ５がポット２に固着して動かなくなるロック現象が発生することがある。
【００１１】
本発明の目的は、プランジャとポットの隙間に生じる樹脂バリの悪影響を受けないようにした半導体装置の樹脂封止装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、樹脂圧入用の円柱形のプランジャと、該プランジャの進退動作をガイドする円筒型のポットが設けられた第１の成形金型と、該第１の成形金型と合わさることでカル凹部、ランナ、ゲートおよびキャビティを形成する第２の成形金型を有する樹脂封止装置において、前記プランジャの先端部の側面全周に溝を形成すると共に、該溝よりも先端の側面に先端が径小となるテーパ部を形成し、該テーパ部と前記溝との境界に角部を形成して、該角部の外径を、前記プランジャの胴部の外径より小さく且つ前記プランジャの前記先端の外径よりも大きく設定するとともに、前記テーパ部の傾斜角度をプランジャ軸に対して８度としたことを特徴とする樹脂封止装置とした。
【００１３】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の樹脂封止装置において、前記テーパ部を前記先端が径小となる曲面部に置き換えたことを特徴とする樹脂封止装置とした。
削除
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の１つの実施の形態の樹脂封止装置の円柱形のプランジャ１と円筒型のポット（プランジャ受け）２の部分を示す図である。本実施形態では、プランジャ１の先端部分の側面に周方向に３６０度に亘って溝１０１を形成し、その溝１０１の先端側に先端に向けて径小となるテーパ部１０２を形成した。溝１０１とテーパ部１０２との角部１０３の外径は胴部１０４の外径より小さくなり、その角部１０３とポット２との隙間Ｂがプランジャ１の胴部１０４とポット２との隙間Ａよりも大きく設定されている。
【００１７】
図２(a)はこのプランジャ１を使用した樹脂封止装置の樹脂圧入直後を示す図、(b)は上金型を離した状態を示す図である。図２において、３は上金型（第２の成形金型）、４はポット２を有する下金型（第１の成形金型）、６は圧入された樹脂、７は硬化した一括樹脂封止体（樹脂封止体）である。
【００１８】
従来と同様に、プランジャ１の頭頂に樹脂タブレットをセットしてからプランジャ１を前進させることで樹脂封止が行われるが、第１回目の封止では溝１０１に樹脂が入っていないために、樹脂はこの溝１０１の周囲、テーパ部１０２の周囲および胴部１０４の周囲の隙間Ａにまで侵入し、そこに充填される。この後、冷却してから上金型３を分離すれば、一括樹脂封止体７のカル部７０１からプランジャ１が離れるとき、プランジャ１の先端部の周囲に形成されたリング状の樹脂バリは、溝１０１とテーパ部１０２の角部１０３の樹脂が最も薄いのでその部分で切断される。
【００１９】
このときは、テーパ部１０２の周囲にあったリング状の樹脂バリの先端部分は比較的肉厚となっているのでその部分がカル部７０１に一体化されたままとなり、カル部７０１にテーパ部１０２に対応したリング状の樹脂バリ７０２が残留する。つまり、プランジャ１側ではテーパ部１０２の周囲のリング状の樹脂バリが取り除かれ、溝１０１の周囲に樹脂リング７０３が残ることになる。胴部１０４の周囲にも極薄の樹脂バリが残る。
【００２０】
次に２回目以降の樹脂封止動作では、プランジャ１の溝１０１に残留した樹脂リング７０３がピストンリングとして機能し、プランジャ１と一体で進退動作を行うので、プランジャ１の胴部１０４の周囲の樹脂バリは樹脂リング７０３によってそこに閉じこめられ、樹脂屑としてプランジャ１の先端部に入り込むみ半導体チップを封止する溶融樹脂に紛れ込むことはない。また、硬化した樹脂リング７０３によりポット２との間で摺動抵抗を生じるが、その幅を小さくすれば摺動抵抗は小さく、プランジャ１の進退運動に支障は生じない。
【００２１】
本発明者は、プランジャ１の胴部１０４とポット２との隙間Ａは従来と同様に５μｍ〜６μｍに設定し、溝１０１の幅を０．５ｍｍに、溝１０１とテーパ部１０２との角部１０３とポット２との隙間Ｂを１００μｍに、テーパ部１０２の傾斜角部度をプランジャ軸に対して８度として実施したところ、良好な結果を得た。なお、プランジャ１のテーパ部１０２は、これに限られず円弧形状や放物線形状の曲面部であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、プランジャ先端部に発生するリング状の樹脂バリは不要部分として捨てられるカル部と一体化されて確実に成形金型外に持ち出され、またプランジャ胴部とポットとの隙間に生じる樹脂バリは溝部に形成されそこに残った樹脂リングによってその隙間に封じ込められる。よって、樹脂封止された半導体装置が樹脂屑によって悪影響を受けることはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１つの実施形態の樹脂封止装置のプランジャとポットの部分の構造の説明図である。
【図２】 (a)はプランジャにより樹脂圧入を行ったときの説明図、(b)は上金型を下金型から分離したときの説明図である。
【図３】 (a)は従来のプランジャにより樹脂圧入を行ったときの説明図、(b)は上金型を下金型から分離したときの説明図である。
【図４】 従来の樹脂封止装置のプランジャとポットの部分の構造の説明図である。
【符号の説明】
１：プランジャ、１０１：溝、１０２：テーパ部、１０３：角部、１０４：胴部
２：ポット（プランジャ受け）
３：上金型（第２の成形金型）
４：下金型（第１の成形金型）
５：プランジャ
６：圧入樹脂
７：一括樹脂封止体（樹脂封止体）、７０１：カル部、７０２：樹脂バリ、７０３：樹脂リング

Claims (2)

1. 樹脂圧入用の円柱形のプランジャと、該プランジャの進退動作をガイドする円筒型のポットが設けられた第１の成形金型と、該第１の成形金型と合わさることでカル凹部、ランナ、ゲートおよびキャビティを形成する第２の成形金型を有する樹脂封止装置において、
   前記プランジャの先端部の側面全周に溝を形成すると共に、該溝よりも先端の側面に先端が径小となるテーパ部を形成し、該テーパ部と前記溝との境界に角部を形成して、該角部の外径を、前記プランジャの胴部の外径より小さく且つ前記プランジャの前記先端の外径よりも大きく設定するとともに、前記テーパ部の傾斜角度をプランジャ軸に対して８度としたことを特徴とする樹脂封止装置。
2. 請求項１に記載の樹脂封止装置において、
   前記テーパ部を前記先端が径小となる曲面部に置き換えたことを特徴とする樹脂封止装置。

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